水溶硅对罗非鱼养殖水体水质的影响研究

摘要 将0、100和500 mg/L的水溶硅置于养殖水体中，检测不同时间水体中溶解氧含量、氨氮含量、亚硝态氮含量等水质指标，分析其对罗非鱼养殖水体水质的影响。结果表明，添加水溶硅后可以有效抑制水体中的氨氮（NH4+-N）含量，同时可以稳定养殖水体的pH，且未对水体中溶解氧（DO）和亚硝态氮（NO2--N）含量产生明显影响。上述结果表明水溶硅在调节水体水质方面具有重要作用。

关键词 水溶硅；罗非鱼；水质净化

中图分类号 S 96  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）12-0085-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.12.019

Effects of Water-soluble Silicon on the Quality of Tilapia Culture Water

ZHAN Fan-bin， WU Chao-jian， WU Jie-li et al

（College of Animal Science and Technology，Zhongkai University of Agriculture and Engineering/Guangzhou Key Laboratory of Aquatic Animal Diseases and Waterfowl Breeding， Guangzhou， Guangdong 510225）

Abstract Water-soluble silicon at 0， 100 and 500 mg/L were placed in aquaculture water， and the water quality indices such as dissolved oxygen content， ammonia nitrogen content and nitrite nitrogen content were measured at different time to analyze their effects on the water quality of tilapia aquaculture water. The results showed that adding water-soluble silicon could effectively inhibit the content of ammonia nitrogen （NH4+-N） in water body， and stabilize the pH value of aquaculture water， but had no obvious effect on the content of NO2--N and dissolved oxygen （DO）. The above results showed that water-soluble silicon had a certain role in regulating water quality.

Key words Water-soluble silicon;Tilapia;Water quality purification

基金项目  2021年薪制人员科研经费资助项目（KA210319227）。

作者简介 詹凡玢（1992—），女，河南信阳人，助理研究员，博士，从事鱼类基础免疫学研究。*通信作者，教授，博士，博士生导师，从事鱼类疾病研究。

收稿日期 2022-06-21

罗非鱼隶属丽鱼科（Cichlidae），原产于非洲坦噶尼喀湖，外形与鲤鱼相似，有刺鳍，是一种热带的鱼类，种类约100种，其中常见的养殖种类约20种［1-2］。罗非鱼具有杂食性强、繁殖速度快、产量高、病害少等优点，容易养殖。目前罗非鱼是我国重要的水产养殖品种之一，2018年产量达到162.5万t。罗非鱼产业的不断发展，不仅有力地促进了我国农业和外贸经济的发展，而且为世界各国提供了丰富的水产品和动物蛋白来源。在我国引进的养殖罗非鱼中，尼罗罗非鱼的养殖规模和经济效益均最大［2-3］。近年来，随着池塘养殖密度的加大，鱼类残饵和粪便以及农业面源污染大大增加了水体中的氮、磷等有机物的含量，造成水质恶化和污染，加速了水体的富营养化，从而导致罗非鱼疾病频繁发生，严重阻碍了罗非鱼养殖业的发展［4］。

硅元素在水中的溶解度较小，一般以偏硅酸（H2SiO3）的形态存在，在自然界中主要存在于地下水、山泉水及地表水中。在生物体内硅元素以烷基硅醇的状态存在，主要是单甲基硅烷醇和二甲基硅烷醇。硅元素是脊椎动物的必需微量元素，对机体的健康极为重要［5］。在动物实验中发现，硅元素对鸡的生长发育具有重要作用，硅元素对小鼠的骨骼系统发育具有重要作用。研究发现，硅元素对心脏和血管系统具有保护作用，硅的有机物还可以提高机体的抗癌作用和延长寿命［6］。同时，水溶性硅元素具有较强的渗透性、杀菌能力、消炎力、洗净能力和再生力。硅元素能够促进小麦、水稻、玉米等作物的增产［7-8］，硅元素还能够促进动物的生长、促进骨骼钙化、影响体内激素和酶的活性［9］，但是硅元素对水体以及水生动物的影响研究报道很少。

在养殖过程中，水质对养殖对象的影响很大。水体的恶化会导致大量病原微生物的滋生，影响养殖对象的健康。水质指标的测定和检测在养殖过程中具有重要意义，能够及时反映水体的水质情况，是判断和综合评价水体质量并对水质进行界定分类的重要参数。水质指标主要有化学指标和物理指标两类，其中化学指标有pH、一般有机物、氨氮（NH4+-N）和亚硝态氮（NO2--N）等，物理指标有温度、颜色、透明度、溶解氧（DO）含量等［10］。在养殖过程中主要使用pH［11-12］、NO2--N含量［13］、NH4+-N含量［14］、DO［15］这些水质指标来监测养殖水体环境的变化，通过监测这些指标能够帮助解决养殖过程中的大部分问题，为养殖对象提供良好的生活环境。笔者通过测定养殖水体的pH以及NO2--N、NH4+-N、DO含量，探讨水溶硅对养殖水体的影响，以期为水产养殖中水质改良提供新的参考，为水产养殖业的健康发展提供新的资料。

1 材料与方法

1.1 试验材料

水溶硅晶体来自金农良品集团，养殖罗非鱼来自广州番禺养殖场。

1.2 试验方法

试验容器为9个直径0.8 m、高0.4 m、弧度高0.1 m的类圆柱体养殖鱼缸。每个鱼缸放入罗非鱼10尾，每条罗非鱼约180 g。试验水溶硅设置3个浓度梯度（0、100、500 mg/L），重复3次。

1.3 取样和测定

每天早上（08：00）、中午（12：00）和晚上（20：00）各取1次水样，使用鱼塘氨氮、溶解氧监测试剂盒测定水体中的NH4+-N、NO2--N、DO的含量和pH。水质分析方法参照《中国环境监测标准》进行。

1.3.1 NH4+-N含量的测定。

采用次溴酸钠氧化法测定水体中NH4+-N的含量。测定步骤如下：先用待测水清洗测试瓶3次，取水样5 mL，先滴加一号试剂3滴后摇匀测试瓶，然后再滴入二号试剂7滴摇匀测试瓶，再滴入三号试剂3滴后摇匀测试瓶，使其充分反应，最后将水样颜色与比色卡比对，确定NH4+-N的含量。

1.3.2 NO2--N含量的测定。

采用重氮-偶氮法测定水体中NO2--N的含量，测定步骤如下：用待测水清洗3次测试瓶，取水样2.5 mL，然后滴入2滴一号试剂后摇匀测试瓶，再滴入2滴二号试剂后摇匀测试瓶，使其充分反应，一段时间后将水样颜色与比色卡比对，确定NO2--N含量。

1.3.3 pH的测定。

先用待测水样清洗测试瓶3次，取水样5 mL，滴入4滴一号试剂后摇匀测试瓶，用水样颜色与比色卡比对，如果pH大于8，则将此次水样倒掉，再清洗测试瓶3次，再取水样5 mL，滴入4滴二号试剂后摇匀测试瓶，将水样颜色与比色卡进行比对，确定pH。

1.3.4 溶解氧（DO）含量的测定。

将测试瓶装满待测水，立即滴入3滴一号试剂和3滴二号试剂，盖紧测试瓶摇匀，打开测试瓶瓶盖，再滴入4滴三号试剂后立刻盖紧测试瓶摇匀，最后将测试瓶水样颜色与比色卡进行比对，确定溶解氧含量。

2 结果与分析

2.1 水溶硅对水体中NH4+-N含量的影响

试验开始时9个鱼缸中NH4+-N含量接近于0，此后随着罗非鱼排泄物的增加，排泄物的腐烂导致NH4+-N含量逐渐升高。第5天12：00换水时，NH4+-N含量急剧下降，此后随着罗非鱼持续排泄和排泄物的分解，NH4+-N含量又逐渐回升。在水体中加入100和500 mg/L的水溶硅后，每天08：00、12：00和20：00 进行NH4+-N含量检测。结果显示，加入水溶硅后水体中NH4+-N含量明显降低，并随着水溶硅浓度的增加，NH4+-N含量降低得更明显（图1）。

2.2 水溶硅对水体中NO2--N含量的影响

从图2可以看出，08：00、12：00和20：00养殖水体中的NO2--N含量变化不明显。在水体中加入500 mg/L水溶硅后，第5天12：00换水后水体中NO2--N含量降低，此后随着罗非鱼粪便的不断排泄分解，NO2--N含量又逐渐增加。由此可见，水溶硅对水体中NO2--N并没有明显的降解作用。

2.3 水溶硅对养殖水体pH的影响

pH剧烈波动会改变水体的物质结构和化学反应。从图3可以看出，向水体中加入100和500 mg/L水溶硅后，试验水体pH较对照组（水溶硅浓度为0 mg/L）更加稳定，且水溶硅浓度越高，水体pH稳定性越高。

2.4 水溶硅对水体中溶解氧含量的影响

在水体中加入不同浓度的水溶硅后，水体中溶解氧（DO）含量在08：00、12：00和20：00 3个时间段均维持在一定的水平，与对照组（水溶硅浓度为0 mg/L）相比没有明显差异，表明水溶硅对水体中DO含量没有明显的影响（图4）。

3 讨论

水质环境决定了养殖对象的健康程度，但是在养殖过程中会有各种残饵和排泄物的存在，导致养殖水体的水质产生变化，从而导致养殖对象死亡。使用一些试剂调节水体环境、净化水质，在养殖过程中具有重要作用。通过分析水溶硅对养殖水体中NH4+-N含量、NO2--N含量、pH、DO含量等水质指标的影响，发现水溶硅可以有效改善水体环境，且不同浓度的水溶硅对养殖水体水质指标的影响不同。

NH4+-N对水生动物具有一定的毒性，特别是其中所含的NH3对水生动物有一定的毒害作用。研究表明，当水体中有大量的NH3、NO2--N和NO3--N时，会降低养殖生物的输氧能力、损伤内脏器官，会间接导致养殖生物暴发疾病，造成鱼类死亡［16］。杨震飞等［15］研究表明，NH3会对鱼类的正常生活产生胁迫作用，抑制鱼类的生长。高亚峰等［16］研究发现高浓度的NH3可以降低罗非鱼的摄食量，进而抑制罗非鱼的生长。该研究结果表明，水溶硅可以有效降解NH4+-N，随着水溶硅浓度的增加，NH+4-N降解效果增加。因此，在水产养殖过程中可以通过添加水溶硅来降低水体中NH4+-N的含量，保障养殖对象的健康。该研究结果表明添加水溶硅养殖水体中的NO2--N含量早上（08：00）、中午（12：00）和傍晚（20：00）较对照组（CK）变化并不明显，表明水溶硅并未对养殖水体过程中产生的NO2--N发生作用。在养殖过程中NO2--N也是对养殖对象有较高毒性的物质，因此使用水溶硅后要时刻监控水体中NO2--N的含量，同时配合其他试剂或者通过换水来降低水体中NO2--N的含量，为养殖对象提供适合的环境。

水体中溶解氧的含量是养殖生物体生存和生长的重要环境指标，多数养殖鱼类生长适宜的溶解氧含量为大于5 mg/L。当溶解氧含量低于5 mg/L时，养殖物种对饵料的利用效率降低，饵料系数增加［17］。笔者研究水溶硅对水体DO含量的影响发现，水溶硅的使用并不会影响水体DO含量，且DO含量始终保持在3 mg/L以上。研究表明，水体中的DO含量低于1 mg/L，会引起鱼类窒息死亡［18］，在此试验过程中水体中DO含量始终稳定在3 mg/L以上。因此，在使用水溶硅养殖罗非鱼的过程中不用考虑其对水体中溶解氧含量的影响。